Odeslali jste svůj výkres pěti různým dodavatelům. Tři uvedly naprosto odlišné ceny, jeden nikdy neodpověděl a ten poslední vás požádal, abyste počkali šest týdnů, jen abyste viděli vzorek. Pokud jste se někdy pokoušeli získat titanovou 3D tiskovou službu pro nový produkt, pravděpodobně vám to zní povědomě. Titan je jedním z nejobtížněji obrobitelných kovů, jedním z nejdražších na plýtvání a jedním z nejméně shovívavých materiálů, když dodavatel neví, co dělá.
Stále více inženýrů, produktových designérů a nákupních týmů -, zejména ve světě lékařských přístrojů -, se odklání od tradičního CNC obrábění a místo toho se obrací k výrobě aditivních kovů a stále častěji je získává z Číny.
V tomto průvodci si projdeme pročtitanový 3D tiskse rozjíždí, jak proces ve skutečnosti funguje, jak vypadá skutečný projekt od začátku do konce a jak vybrat výrobce, kterému můžete skutečně důvěřovat s vaší další várkou dílů.
Proč stále více kupujících volí titanový 3D tisk před tradičním obráběním
Titanová slitina je pevná, biokompatibilní a lehká -, což je přesně důvod, proč se používá ve všem, od držáků letadel po páteřní implantáty. Problém je, že je také notoricky obtížné řezat. Jediný složitý titanový díl vyrobený z pevného bloku může vyplýtvat 80–90 % suroviny jako šrot a každý vyhozený gram stojí peníze.
2,0 miliardy dolarů do roku 2030
Předpokládaný globální trh s titanovým 3D tiskovým materiálem, který roste o téměř 28 % ročně (Lucintel)
Zdravotnictví a letecký průmysl jsou uváděny jako dva největší hybatelé tohoto růstu, přičemž ortopedická 3D tištěná zařízení jsou sledována jako jeden z nejrychleji{1}}rostoucích segmentů v celém odvětví zdravotnických zařízení. S našimi klienty neustále přichází několik důvodů:
To je hlavní příslib dobré služby 3D tisku z titanu: méně odpadu, větší svoboda návrhu a rychlejší cesta od souboru CAD k hotovému dílu.
Co dělá z Číny globální centrum pro výrobu 3D tisku z titanové slitiny
Čína strávila poslední desetiletí budováním jednoho z nejúplnějších dodavatelských řetězců pro výrobu kovových přísad na světě - od atomizace titanového prášku přes průmyslové-tiskárny SLM až po CNC post-zpracování a povrchovou úpravu, vše často dostupné v rámci stejného průmyslového klastru. Tato vertikální integrace je velkým důvodem, proč výrobce 3D tisku z titanové slitiny se sídlem v Číně může obvykle nabízet rychleji a nižší ceny než dodavatel, který musí zadávat prášek, tisk a konečnou úpravu třem samostatným společnostem ve třech různých zemích.
Při práci s čínskou továrnou na výrobu titanového 3D tisku kupující neustále zmiňují několik věcí:
Samozřejmě, že „se sídlem v Číně“ automaticky neznamená „spolehlivý“ -, dostaneme se k tomu, jak skutečně prověřit továrnu o něco níže.
Jak titanový 3D tisk vlastně funguje (v jednoduché angličtině)
Většina titanových dílů je vyrobena pomocí procesu zvaného Selective Laser Melting (SLM), někdy také nazývaného DMLS (Direct Metal Laser Sintering). Představte si to jako vytvoření součásti po jedné neuvěřitelně tenké vrstvě - laserem obkreslí tvar této vrstvy do lože jemného titanového prášku, roztaví jej do pevného kovu, načež se na něj nanese čerstvá vrstva prášku a proces se opakuje. Vrstvu po vrstvě vyrůstá z práškového lože pevná, hutná kovová část.
Po dokončení tisku součásti obvykle procházejí:
Pokud jste četli toto téma, pravděpodobně jste narazili na pojem Ti6Al4V 3D tisk. Ti6Al4V (titan grade 5) tvoří drtivou většinu titanových dílů, které se dnes tisknou, az dobrého důvodu - nabízí vynikající poměr pevnosti-k-hmotnosti, silnou odolnost proti korozi a, což je kritické pro lékařské aplikace, dobrou biologickou kompatibilitu. Je to stejná slitina, která se používá ve velké části ortopedických a zubních implantátů po celém světě.
Skutečná případová studie: Projekt zdravotnického zařízení se společností Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd.
případová studie
Společnost Shenzhen JR Precision Technology Co., Ltd., čínský-výrobce pracující s titanem a dalšími pokročilými slitinami, byla oslovena společností vyrábějící zdravotnické prostředky, která potřebovala zakázkovou součást implantátu s porézní mřížkovou strukturou navrženou tak, aby podporovala vrůstání kosti po operaci. Klient se již pokusil obstarat součást prostřednictvím tradičního dodavatele CNC obrábění a narazil na dva problémy: geometrii mříže jednoduše nebylo možné obrábět konvenčním způsobem a-jednotkové náklady při malých objemech způsobily, že projekt byl finančně nerealizovatelný.
Přístup týmu:
- Zkontrolovali jsme soubory návrhu klienta a označili několik vylepšení geometrie, aby se zlepšila možnost tisku, aniž by byla ohrožena funkce mřížky
- Vyrobeno v malé první várce pomocí tisku SLM s práškem Ti6Al4V k ověření lícování, pórovitosti a mechanického výkonu před nasazením na větší sérii
- Aplikované následné{0}}zpracování, včetně tepelného zpracování a přesného obrábění na spojovacích plochách, které vyžadovalo užší tolerance
- Proběhla kontrola rozměrů a testování materiálu, aby se potvrdilo, že díly splňují specifikace klienta před odesláním
Výsledkem byl díl, který by bylo prakticky nemožné vyrobit konvenčním obráběním, dodaný jako pracovní prototypová dávka za zlomek času, který by vyžadoval tradiční{0}}přístup založený na nástrojích - s flexibilitou upravovat návrh mezi iteracemi, aniž byste se dotkli drahé formy nebo přípravku.
Tam, kde titanový 3D tisk přináší největší hodnotu
Titanový 3D tisk není tím správným nástrojem pro každou práci, ale má tendenci zazářit v několika specifických situacích:
Lékařské a zubní implantáty
Páteřní klece, kyčelní a kolenní implantáty, lebeční dlahy a vlastní zubní rámy, které těží z porézních struktur šetrných ke kostem-.
Letecké komponenty
Držáky, potrubí a konstrukční díly, kde záleží na každém ušetřeném gramu hmotnosti.
Motorsport & Automotive
Součásti výfuku, části zavěšení a další části výkonu, kde je prioritou poměr pevnosti-k{1}}hmotnosti.
Nástroje a přípravky
Lehké, přizpůsobené-přípravky pro výrobní linky.
Vlastní a maloobjemová-výroba
Situace, kdy stavba formy nebo nástroje jednoduše nedává finanční smysl.
Jak si vybrat spolehlivého výrobce nebo továrnu na titanový 3D tisk
Toto je část, kterou většina kupujících přeskočí a obvykle se v ní něco pokazí. Než se zavážete dodavateli, stojí za to zaškrtnout několik políček:
Kolik stojí titanový 3D tisk?
Toto je jedna z nejčastějších otázek, které dostáváme, a upřímná odpověď zní: záleží. Ale tady je to, co ve skutečnosti posouvá číslo:
Přibližným výchozím bodem je, že malé titanové prototypy často stojí od několika stovek dolarů za součást a s rostoucím množstvím významně klesají -, ale jediný způsob, jak získat skutečné číslo, je poslat svůj návrh k nabídce.
Často kladené otázky
Ano - titan, zejména slitina Ti6Al4V, je jedním z nejpoužívanějších kovů v aditivní výrobě, protože kombinuje vysoký poměr pevnosti-k{4}}hmotnosti s vynikající odolností proti korozi a biokompatibilitou, díky čemuž se přirozeně hodí pro lékařské i letecké aplikace.
Jak pevné jsou 3D tištěné titanové díly ve srovnání s obráběnými díly?Při správném vytištění a následném{0}}zpracování (včetně tepelného zpracování pro odstranění pnutí) mohou titanové díly SLM-dosahovat mechanických vlastností srovnatelných s tvářeným titanem, ačkoli přesný výkon závisí na parametrech tisku, orientaci a kvalitě po-zpracování.
Jaké je minimální množství objednávky pro velkoobchodní prodej titanového 3D tisku?To se liší podle dodavatele, ale mnoho továren začne s jediným prototypem nebo malou zkušební šarží, než se rozšíří na větší velkoobchodní objemy, takže si můžete návrh ověřit, než se zavážete k výrobě.
Jak dlouho trvá získat titanový 3D vytištěný prototyp z Číny?V závislosti na složitosti součásti a požadavcích na následné zpracování- může být prototyp často hotový během jednoho až tří týdnů, což je obvykle mnohem rychleji než čekání na nástroje pro tradiční výrobu.
Mohou čínské továrny na 3D tisk z titanu splňovat požadavky na certifikaci pro lékařství nebo letectví?Mnoho zavedených továren pracuje podle norem ISO 13485 (lékařství) nebo AS9100 (letecký a kosmický průmysl) a může poskytnout materiálové certifikáty a inspekční zprávy -, liší se to však podle dodavatele, takže se vyplatí potvrdit certifikace přímo před zadáním objednávky.
Jste připraveni získat cenovou nabídku?
Pokud zvažujete možnosti pro svůj další titanový projekt -, ať už se jedná o jeden prototyp lékařského zařízení nebo výrobní sérii stovek dílů -, další nejjednodušší krok je jednoduchý: pošlete svůj výkres. Dobrý výrobce vám upřímně řekne, zda je 3D tisk pro váš díl tím správným řešením, označí jakékoli úpravy designu, které by usnadnily výrobu, a poskytne vám skutečnou cenovou nabídku - bez nátlaku, bez povinnosti postupovat vpřed, pokud to není ta správná shoda.